本技术提出了一种危岩体自动化切割与精确模型构建的新方法,该方法利用无人机采集的点云数据和节理面的倾向倾角信息,实现了危岩体的高效分割和三维模型的精确构建。
背景技术
在危岩体的工程模拟和分析中,通常需要对岩体网格模型进行分割,以构建符合实际情况的三维模型来进行分析和模拟。在以往的建模方法中,由于非平面节理面网格难以构建,通常使用平面节理面网格模型,直接通过倾向倾角得到节理平面进行分析。
然而,由于真实自然界危岩节理面通常并不是完全的平面,边界可能存在不规则起伏,简单的平面切割会导致不准确的块体分割。这种误差可能使得节理面被扩大以及危岩体块体模型的异常和错误,从而影响模型的真实性,导致后续分析和模拟结果过于保守甚至出错,无法准确评估岩体的稳定性。
专利申请CN202211371060.5提供一种基于无人机巡检的边坡危岩识别与监测方法,包括如下步骤:步骤1:采用无人机巡检采集边坡图像信息获取第一点云模型,对第一点云模型进行植被去除预处理;步骤2:基于第一点云模型提取边坡主要节理法向量方向;步骤3:基于边坡主要节理法向量方向并利用赤平投影分析方法和法向量匹配方法确定边坡危岩位置;步骤4:根据预设时间间隔对同一边坡重复步骤1至步骤3得到第二点云模型,将第二点云模型与第一点云模型进行点云模型配准和相对距离计算后得到边坡变化的结果。其目的在于,用以解决对边坡危岩无接触式快速识别研究不足的问题并实现后续对边坡变化监测的技术效果。专利申请CN202410068954.X则提供一种基于三维点云的结构面智能识别方法,包括如下步骤:选取结构面发育的区域,通过无人机遥感获取该区域的三维点云数据;计算每个点的法向量;将每个点的法向量作为输入参数,采用DBSCAN算法聚类得到节理组数;对于每组节理组内的点,将点坐标作为输入参数,再次采用DBSCAN算法聚类得到单独的结构面;计算每个结构面的法向量和产状,并采用面积加权平均得到每组节理组的产状。该方法对无人机获取的点云数据无需滤波、去噪等工作,可在聚类的过程中自动剔除噪音点,在结构面识别过程中仅使用了一种算法,更为方便简洁,在识别之前无需知道节理组数量,所得结果更为客观,并可为后续计算模型建立和工程稳定性分析提供技术支撑。
这两件专利申请都将重点放在其节理面的产状识别上,其得到的都是平面节理面,虽然平面节理面简单易用,但是在进行数值模拟的时候,用平面作为节理面并不能很好地反应工程实际。
同时,手动分割精细网格模型不仅过程繁琐易错、难以调整修改,得到的网格也通常质量较差,因此迫切需要一种自动化分割方法来实现准确模型的构建,并根据需要可以更改节理的平滑程度。
因此,本领域需要一种基于点云数据的危岩体自动化切割与精确模型的构建方法。
实现思路